Covalent immobilization of oriented photosystem II on a nanostructured electrode for solar water oxidation

Journal of the American Chemical Society

Volumn 135, Issue 29, 2013, Pages 10610-10613

  Kato, Masaru ^a   Cardona, Tanai ^b   Rutherford, A William ^b   Reisner, Erwin ^a  

^a UNIVERSITY OF CAMBRIDGE   (United Kingdom)

^b IMPERIAL COLLEGE LONDON   (United Kingdom)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CARBOXYLATE MOIETY; COVALENT ATTACHMENT; COVALENT IMMOBILIZATION; DIRECT ELECTRON TRANSFER; INDIUM TIN OXIDE ELECTRODES; NANO-STRUCTURED ELECTRODES; NEGATIVELY CHARGED; THERMOSYNECHOCOCCUS ELONGATUS;

SELF ASSEMBLED MONOLAYERS;

CARBOXYLATION;

CARBOXYLIC ACID; INDIUM TIN OXIDE; NANOMATERIAL; PHOSPHONIC ACID DERIVATIVE; SELF ASSEMBLED MONOLAYER; WATER;

ARTICLE; COVALENT BOND; DIPOLE; ELECTRODE; ELECTRON TRANSPORT; IMMOBILIZATION; OXIDATION; PHOTOSYSTEM II; STATIC ELECTRICITY; THERMOSYNECHOCOCCUS ELONGATUS;

CYANOBACTERIA; ELECTRODES; ENZYMES, IMMOBILIZED; MODELS, MOLECULAR; NANOSTRUCTURES; OXIDATION-REDUCTION; PHOTOSYSTEM II PROTEIN COMPLEX; SOLAR ENERGY; STATIC ELECTRICITY; TIN COMPOUNDS; WATER;

EID: 84880799125     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja404699h     Document Type: Article

References (51)

1. McKone, J. R.; Pieterick, A. P.; Gray, H. B.; Lewis, N. S. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 223-231
2. Reece, S. Y.; Hamel, J. A.; Sung, K.; Jarvi, T. D.; Esswein, A. J.; Pijpers, J. J. H.; Nocera, D. G. Science 2011, 334, 645-648
3. Brillet, J.; Yum, J.-H.; Cornuz, M.; Hisatomi, T.; Solarska, R.; Augustynski, J.; Graetzel, M.; Sivula, K. Nat. Photonics 2012, 6, 824-828
4. Ferreira, K. N.; Iverson, T. M.; Maghlaoui, K.; Barber, J.; Iwata, S. Science 2004, 303, 1831-1838
5. Umena, Y.; Kawakami, K.; Shen, J.-R.; Kamiya, N. Nature 2011, 473, 55-60
6. Rapatskiy, L.; Cox, N.; Savitsky, A.; Ames, W. M.; Sander, J.; Nowaczyk, M. M.; Rögner, M.; Boussac, A.; Neese, F.; Messinger, J.; Lubitz, W. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 16619-16634
7. Lubitz, W.; Reijerse, E. J.; Messinger, J. Energy Environ. Sci. 2008, 1, 15-31
8. Ishida, N.; Sugiura, M.; Rappaport, F.; Lai, T.-L.; Rutherford, A. W.; Boussac, A. J. Biol. Chem. 2008, 283, 13330-13340
9. Tommos, C.; Babcock, G. T. Biochim. Biophys. Acta 2000, 1458, 199-219
10. Barroso, M.; Mesa, C. A.; Pendlebury, S. R.; Cowan, A. J.; Hisatomi, T.; Sivula, K.; Grätzel, M.; Klug, D. R.; Durrant, J. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2012, 109, 15640-15645
11. Milano, F.; Tangorra, R. R.; Omar, O. H.; Ragni, R.; Operamolla, A.; Agostiano, A.; Farinola, G. M.; Trotta, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 11019-11023
12. Megiatto, J. D.; Antoniuk-Pablant, A.; Sherman, B. D.; Kodis, G.; Gervaldo, M.; Moore, T. A.; Moore, A. L.; Gust, D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2012, 109, 15578-15583
13. Duan, L.; Bozoglian, F.; Mandal, S.; Stewart, B.; Privalov, T.; Llobet, A.; Sun, L. Nat. Chem. 2012, 4, 418-423
14. Subbaraman, R.; Tripkovic, D.; Chang, K.-C.; Strmcnik, D.; Paulikas, A. P.; Hirunsit, P.; Chan, M.; Greeley, J.; Stamenkovic, V.; Markovic, N. M. Nat. Mater. 2012, 11, 550-557
15. Lin, C.-Y.; Lai, Y.-H.; Mersch, D.; Reisner, E. Chem. Sci. 2012, 3, 3482-3487
16. Gao, Y.; Ding, X.; Liu, J.; Wang, L.; Lu, Z.; Li, L.; Sun, L. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 4219-4222
17. Tsui, E. Y.; Tran, R.; Yano, J.; Agapie, T. Nat. Chem. 2013, 5, 293-299
18. Cheng, F.; Zhang, T.; Zhang, Y.; Du, J.; Han, X.; Chen, J. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 2474-2477
19. Najafpour, M. M.; Ehrenberg, T.; Wiechen, M.; Kurz, P. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 2233-2237
20. Wiechen, M.; Zaharieva, I.; Dau, H.; Kurz, P. Chem. Sci. 2012, 3, 2330-2339
21. Wang, V. C.-C.; Can, M.; Pierce, E.; Ragsdale, S. W.; Armstrong, F. A. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 2198-2206
22. Rao, K. K.; Hall, D. O.; Vlachopoulos, N.; Grätzel, M.; Evans, M. C. W.; Seibert, M. J. Photochem. Photobiol., B 1990, 5, 379-389
23. Badura, A.; Guschin, D.; Esper, B.; Kothe, T.; Neugebauer, S.; Schuhmann, W.; Rögner, M. Electroanalysis 2008, 20, 1043-1047
24. Kato, M.; Cardona, T.; Rutherford, A. W.; Reisner, E. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 8332-8335
25. Lee, I.; Lee, J. W.; Greenbaum, E. Phys. Rev. Lett. 1997, 79, 3294-3297
26. Krassen, H.; Schwarze, A.; Friedrich, B.; Ataka, K.; Lenz, O.; Heberle, J. ACS Nano 2009, 3, 4055-4061
27. Mukherjee, D.; May, M.; Vaughn, M.; Bruce, B. D.; Khomami, B. Langmuir 2010, 26, 16048-16054
28. Manocchi, A. K.; Baker, D. R.; Pendley, S. S.; Nguyen, K.; Hurley, M. M.; Bruce, B. D.; Sumner, J. J.; Lundgren, C. A. Langmuir 2013, 29, 2412-2419
29. Badura, A.; Esper, B.; Ataka, K.; Grunwald, C.; Wöll, C.; Kuhlmann, J.; Heberle, J.; Rögner, M. Photochem. Photobiol. 2006, 82, 1385-1390
30. Yehezkeli, O.; Tel-Vered, R.; Wasserman, J.; Trifonov, A.; Michaeli, D.; Nechushtai, R.; Willner, I. Nat. Commun. 2012, 3, 1741/1-1741/7
31. Yehezkeli, O.; Tel-Vered, R.; Michaeli, D.; Nechushtai, R.; Willner, I. Small 2013, in press (DOI: 10.1002/smll.201300051).
32. Rüdiger, O.; Abad, J. M.; Hatchikian, E. C.; Fernandez, V. M.; De Lacey, A. L. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 16008-16009
33. Ciaccafava, A.; Infossi, P.; Ilbert, M.; Guiral, M.; Lecomte, S.; Giudici-Orticoni, M. T.; Lojou, E. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 953-956
34. Madden, C.; Vaughn, M. D.; Díez-Pérez, I.; Brown, K. A.; King, P. W.; Gust, D.; Moore, A. L.; Moore, T. A. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1577-1582
35. Baffert, C.; Sybirna, K.; Ezanno, P.; Lautier, T.; Hajj, V.; Meynial-Salles, I.; Soucaille, P.; Bottin, H.; Léger, C. Anal. Chem. 2012, 84, 7999-8005
36. Pita, M.; Gutierrez-Sanchez, C.; Olea, D.; Velez, M.; Garcia-Diego, C.; Shleev, S.; Fernandez, V. M.; De Lacey, A. L. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 13420-13428
37. Gutiérrez-Sánchez, C.; Pita, M.; Vaz-Domínguez, C.; Shleev, S.; De Lacey, A. L. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 17212-17220
38. Blanford, C. F.; Heath, R. S.; Armstrong, F. A. Chem. Commun. 2007, 1710-1712
39. Hoertz, P. G.; Chen, Z.; Kent, C. A.; Meyer, T. J. Inorg. Chem. 2010, 49, 8179-8181
40. Hotchkiss, P. J.; Jones, S. C.; Paniagua, S. A.; Sharma, A.; Kippelen, B.; Armstrong, N. R.; Marder, S. R. Acc. Chem. Res. 2012, 45, 337-346
41. Queffélec, C.; Petit, M.; Janvier, P.; Knight, D. A.; Bujoli, B. Chem. Rev. 2012, 112, 3777-3807
42. Muresan, N. M.; Willkomm, J.; Mersch, D.; Vaynzof, Y.; Reisner, E. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 12749-12753
43. Sugiura, M.; Inoue, Y. Plant Cell Physiol. 1999, 40, 1219-1231
44. Loll, B.; Kern, J.; Saenger, W.; Zouni, A.; Biesiadka, J. Nature 2005, 438, 1040-1044
45. Felder, C. E.; Prilusky, J.; Silman, I.; Sussman, J. L. Nucleic Acids Res. 2007, 35, W512-W521
46. Pan, R.; Liew, K.; Xu, L.; Gao, Y.; Zhou, J.; Zhou, H. Colloids Surf., A 2007, 305, 17-21
47. Commet, A.; Boswell, N.; Yocum, C. F.; Popelka, H. Biochemistry 2012, 51, 3808-3818
48. Schiller, H.; Dau, H. J. Photochem. Photobiol., B 2000, 55, 138-144
49. Larom, S.; Salama, F.; Schuster, G.; Adir, N. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010, 107, 9650-9655
50. Ulas, G.; Brudvig, G. W. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 13260-13263
51. Khoshtariya, D. E.; Dolidze, T. D.; Shushanyan, M.; Davis, K. L.; Waldeck, D. H.; van Eldik, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010, 107, 2757-2762